Обрада металне површине за спољашњу употребу

Која површинска обрада је најпогоднија за челичне производе у спољашњем окружењу?

Пре него што пређемо на закључак, хајде да прво погледамо механизам корозије челика. Корозија челика је првенствено узрокована формирањем локалних електрохемијских парова електрода (који се такође називају паром анода-катода) на површини челика. Позитивни јони метала се растварају од аноде до раствора и производе негативне електроне у металној решетки, који мигрирају у металу до катоде. У катоди, електрони се троше у више катодних реакција. У киселим растворима настаје гас водоник, док у пХ неутралним растворима редукција кисеоника производи хидроксидне јоне. Електрично проводљиви електролит између аноде и катоде затвара коло. Места аноде и катоде могу бити једно поред другог, што доводи до формирања униформне корозије или одвојено једно од другог, што доводи до локализоване корозије. Анодно место је мање племенито место челичне површине или место са вишом површинском енергијом. У већини случајева, корозија челика је електрохемијски процес који захтева истовремено присуство влаге и кисеоника. У недостатку ниједног, корозија се не јавља. У суштини, гвожђе у челику се оксидира и ствара рђу, која заузима приближно 6 пута већу запремину од оригиналног материјала који се троши у процесу.
Генерално, постоји неколико типичних типова корозије као што су биметална корозија, корозија удубљења и корозија у пукотинама.
Брзина којом процес корозије напредује зависи од бројних фактора који се односе на 'микроклиму' која непосредно окружује структуру, првенствено од времена влажности и нивоа атмосферског загађења. Због варијација у атмосферском окружењу, подаци о стопи корозије се не могу генерализовати. Међутим, окружења се могу широко класификовати, а одговарајуће измерене стопе корозије челика пружају корисну индикацију вероватних стопа корозије специфицираних у БС ЕН ИСО 12944-2 и БС ЕН ИСО 9223.

Као што многи знају, један од најпопуларнијих метода заштите од корозије јесликарствоа овај дебели премаз ће спречити јоне да уђу у површину челика, чиме се смањује формирање локалних парова. Епоксидне боје представљају пример врсте боје засноване на непропусности. Боје за заштиту од корозије које се користе против атмосферског стреса користе пигменте за заштиту од корозије, који успоравају растварање челичних јона са анодних места. Као пигменти за заштиту од корозије користе се, на пример, разни фосфати и борати, који заједно са водом која улази у премаз формирају заштитне слојеве на местима анода. Боја катодно штити челичну површину, када садржи довољну количину цинкове прашине. Честице цинка у премазу су у електрично проводљивом контакту са челичном подлогом и, као електронегативни метали, представљају жртвене аноде које инхибирају корозију челика.
Укратко, корозија челичне површине коју треба заштитити може се инхибирати или успорити наношењем различитих боја испод:
√ боја за заштиту од корозије која садржи пигменте за заштиту од корозије, који пасивизирају анодну и/или катодну реакцију
√  премаз, који ствара довољан отпор против јонске струје
√  прајмер који даје катодну заштиту

Примарна предност боје је та што боље функционише са врло танким челиком или веома великом челичном конструкцијом која се не може топло поцинковати. Из врло једноставног разлога, танки челик ће се искривити под топлотом процеса врућег поцинчавања, а често је фарбан или премазан прахом. Очигледно, комбинација танког челика и боје за отпорност на корозију ће довести до краћег радног века; међутим, пружа предност у смислу смањења трошкова због уштеде на тежини. Боја у својим различитим облицима је само премаз, и не само да пријања на челик у основи, као што бисте очекивали од супстанци као што су епоксид или акрил који се не могу везати са челиком. Као резултат тога, много је лакше постићи уједначену завршну обраду која није повезана са челиком испод, а овај премаз обично може да траје између 5-10 година на отвореном. Дакле, фарбање значи и прилично високе трошкове одржавања.
Има ли бољих опција од фарбања? Данас постоји много опција на тржишту, које се често описују као „упоредиве са врућим поцинчавањем“ или „боље од врућег цинковања“. У већини случајева ови закључци се заснивају на убрзаном испитивању корозије у сланом спреју, што даје резултате који нису релевантни када је у питању нормално излагање на отвореном. Поцинковани челик се користи стотинама година у многим различитим применама, тако да постоје заиста поуздани резултати који показују да заиста функционише.Топло цинковањеје једна од најефикаснијих метода заштите од корозије. Метода резултира готово без одржавања производа током целог животног века. Већ 1741. године француски хемичар Мелоуин је открио да цинк може заштитити челик од корозије. Међутим, требало је до 1837. пре него што је метода почела да се користи. Инжењер Сорел је патентирао методу за коришћење амонијум хлорида као флукса. Топло цинковање је метода која вашим производима даје највећу заштиту од корозије са малим утицајем на животну средину, те је стога једна од најефикаснијих метода за заштиту од корозије. Цинк је основни метал у поређењу са челиком и стога ће мања оштећења у цинкованој превлаци бити катодно заштићена и стога не морају да се поправљају.
Табела потрошње цинка испод показује како поцинковани челик може да издржи у различитим окружењима.

Топло цинковање (ХДГ) је много више од премаза. Процес ствара хемијску реакцију која повезује цинк и челик заједно до тачке где се електрони померају са цинка на челик као део процеса заштите. Пошто постоји хемијска реакција, теже је постићи исти ниво козметике као боја, али пружа далеко супериорнији ниво заштите. ХДГ није један слој премаза већ заправо 4 слоја премаза са различитим својствима и различитим комбинацијама цинка и челика. Горњи слој је 100 посто Зн са 70 ДПН упртачем. Сваки слој ближе основном челику има све већи ниво тврдоће све до гама слоја који је 75 процената Зн, 25 процената Фе и има тврдоћу од 250 ДПН што је тврђе од основног челика који има тврдоћу од 159 ДПН. Аспект заштите ХДГ-а који се не може поновити једноставним премазом као што је боја је катодна заштита цинка. Слана вода делује као електролит између цинка и челика у електрохемијском колу, при чему цинк делује као анода, а челик као катода. Као резултат, челик је заштићен од корозије све док се цинк у потпуности не потроши. То значи да ће чак и изложени челик бити заштићен од корозије цинком око челика, и зато се топло цинковање увек сматра врхунским решењем за заштиту челика од корозије. Према горњој табели, можете видети да тешка челична конструкција са исправним нивоом силицијума и фосфора може преживети скоро 50 година у најкорозивнијем окружењу. Поред топлог поцинчавања, постоје још два типа процеса везаних за премазивање цинком, као што сугалванизацијаи прскање цинком, а сви ови третмани премазивањем цинком имају своје предности и недостатке. Молимо упоредни графикон испод.

Годинама је заштита челика од корозије обично укључивала или употребу врућег поцинчавања или неку врсту система боја. Међутим, све више стручњака користи комбинацију оба метода заштите у ономе што се обично називадуплекс премаз, а то је једноставно фарбање или прашкасти челик који је топло поцинкован након производње. Када се фарба и поцинковани челик користе заједно, обезбеђена контрола корозије је супериорнија у односу на било који систем који се користи сам. Поцинковани премаз штити основни челик, обезбеђујући катодну и преградну заштиту. Поред тога, поцинкована превлака спречава развој испод филма гвожђе-оксида, чији спољашњи притисак може изазвати појаву пликова и љуштења боје. Боја, заузврат, даје заштитну заштиту поцинкованом премазу. Боја успорава брзину којом се цинк троши, значајно продужавајући животни век поцинкованог челика. Заузврат, када је боја истрошена или оштећена, цинк је доступан да обезбеди катодну и баријерну заштиту тако да рђа неће расти и боја се неће љуштити. Са овим синергистичким ефектом, типично је за дуплекс систем да обезбеди заштиту од корозије 1,5 до 2,5 пута дуже од збира животних векова цинка и боје који се користе појединачно. На пример, ако се очекује да ће поцинковани премаз трајати 40 година, а систем бојења 10 година, галванизација и боја заједно треба да трају 75 година без одржавања, или, конзервативно, 1,5 пута више од збира оба система.
Због тога је дуплекс премаз, било фарбање или прашкасти поцинковани челик, веома ефикасан метод који се лако примењује за значајно продужавање радног века практично сваког пројекта. Наравно, овај премаз је најскупље антикорозивно решење у поређењу са опцијама појединачних премаза као што су ХДГ, премазивање прахом или фарбање. Због својих врхунских антикорозивних перформанси, широко се користи у следећим индустријама.
√ Узгој рибе
√ Грађевинарство
√ Аутомотиве
√ Ваздухопловство
√ Цхемицал
√ Оффсхоре